Régulation de l'expression génique couplée au cycle cellulaire bactérien. // Regulation of gene expression coupled to the bacterial cell cycle

L'initiation de la réplication de l'ADN a lieu une fois par cycle cellulaire. Chez Escherichia coli, ce processus est étroitement lié à la masse cellulaire, de sorte qu'au moment de l'initiation, le rapport entre l'origine et la masse est constant. Il en résulte un couplage entre la réplication de l'ADN et le taux de croissance : lorsque la croissance est plus rapide et que le volume cellulaire est plus important, l'initiation a lieu de manière synchrone à plusieurs origines avant la fin du cycle de réplication précédent.
L'expression de deux des protéines clés du processus de réplication de l'ADN, DnaA et NrdAB, oscille en fonction du cycle cellulaire (1,2). DnaA est une protéine essentielle à l'initiation (3). Elle se lie à l'origine de la réplication, mais agit également comme facteur de transcription pour un ensemble de gènes. Nous avons récemment montré que l'oscillation de l'activité de DnaA et de l'expression du gène DnaA est également couplée à la taille des cellules (1). NrdAB est l'enzyme ribonucléotide réductase ; elle synthétise les dNTP nécessaires à la synthèse de l'ADN (3). Son expression est régulée par DnaA, bien que cela ne soit pas suffisant pour déterminer le moment de l'oscillation, comme l'ont déjà montré l'équipe de Sclavi et d'autres chercheurs (4,5). De plus, contrairement au gène DnaA, l'expression du gène NrdAB oscille indépendamment du moment de la réplication, ce qui suggère qu'elle est régulée par un autre facteur dépendant du cycle cellulaire. Le mécanisme de régulation de l'expression de NrdAB et son couplage à l'initiation de la réplication de l'ADN restent à décrire. L'objectif de ce projet de thèse est de découvrir ce mécanisme.
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Initiation of DNA replication takes place once per cell cycle. In Escherichia coli, this process is tightly coupled to the cell mass, so that at the time of initiation the origin to mass ratio is constant. This results in a coupling of DNA replication with growth rate where at faster growth, when the cell volume is greater, initiation takes place at multiple origins synchronously before the end of the previous replication round.
The expression of two of the key proteins in the DNA replication process, DnaA and NrdAB, oscillates as a function of the cell cycle (1,2). DnaA is an essential protein required for initiation (3). It binds to the origin of replication but also acts as a transcription factor for a set of genes. We have recently shown that the oscillation in DnaA activity and DnaA gene expression are also coupled to cell size (1). NrdAB is the ribonucleotide reductase enzyme; it synthesizes the dNTPs required for DNA synthesis (3). Its expression is regulated by DnaA, although this is not sufficient to determine the timing of the oscillation, as previously shown by the Sclavi team and others (4,5). Moreover, unlike the DnaA gene, NrdAB gene expression oscillates independently of its replication timing, suggesting that it is regulated by another cell cycle dependent factor. The mechanism of regulation of NrdAB expression and its coupling to initiation of DNA replication remains to be described. The aim of this thesis project is to uncover this mechanism.
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Début de la thèse : 01/10/2026
WEB : https://sites.google.com/site/biancasclavi/

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Sorbonne Université SIS (Sciences, Ingénierie, Santé)

515 Complexité du vivant

Background in molecular biology and/or biochemistry. Interest in bacterial cell biology, cell cycle regulation and gene expression regulation. Skills in data analysis (Excel or similar) and presentation of results (PowerPoint or similar). English level required for reading and understanding sceintific literature.
Background in molecular biology and/or biochemistry. Interest in bacterial cell biology, cell cycle regulation and gene expression regulation. Skills in data analysis (Excel or similar) and presentation of results (PowerPoint or similar). English level required for reading and understanding sceintific literature.